JPS60260339A - インク滴噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はインク滴噴射装置に係り、インク滴噴射ノズル
からのインク滴噴出異常を検知する手段を具備した記録
装置に関する。

〔発明の背景〕

オンデマンド型のインクジェット記録装置におけるイン
ク滴の噴出異常の検知の方法としては、例えば、％開昭
５７−４７７’１号公報や特開昭５８−１７５６６９号
公報に示される様に、ノズルから噴出したインク滴を帯
電させ、該インク滴が検知電極に衝突することによって
流れる電流を検出するものが知られている。この検知手
段は、オンデマンド型インクジェットによる漢字プリン
タに既に適用されている。記録中、或は非記録時におい
ても一定時間を経過すれば、記録中は記録動作を中断し
、非記録時にはホームポジションより噴出異常検知装置
の前までヘッドを移動させて噴出異常検知を行う。異常
が検出されればパージ等の回復動作が行われる。

しかし従来の装置では、非記録時においては、ホームポ
ジションよシ異常検知位置までヘッドを移動させる必要
がちった。またパージ動作を行うために、更に所定の位
置までヘッドを移動させ、その後再び異常検知装置の位
置までヘッドを戻して回復したかどうか調べる必要があ
った。また、非印字中にノズルを覆うキャップ装置を噴
出異常検知装置とは別に設ける必要があった。

従って、異常検知、パージ、再異常検知などのためにヘ
ッドが往復移動するので、これらのための所要時間が長
くなｐ、また、これらの構成部品配列のために大きなス
ペースが必要となる欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、異常検知、パージのシーケンスをヘッ
ドを移動することなく行い、シーケンス制御を単純化し
回復処理の時間を短縮し、更に、これらのための構成部
品の配列スペースを減少することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、インク滴を噴出するノズル孔を非印字時に榎
うキャップ装置と、インク滴の噴出異常を検知する手段
を備えたインク滴噴射装置において、インク滴の噴出異
常を検知する手段を実現する装置の構成要素の少なくと
も一部をキャップ装置と一体的にすることによシ、ノズ
ルヘッドの無駄な往復移動を不要にすると共に構成部品
配列スペースを節減することを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下本発明の実施例を図面に従って説明する。

第１図は本発明の一実施例である。ヘッド３０は、例え
ばアルカリエツチングによ多流路を形成したシリコン板
２とパイレックスガラス１をアノ−ディックボンディン
グ（静電接着）で接着することによシ得られる。シリコ
ン板２には電気機械変換素子４が取漫付けられており、
この電気機械変換素子４に電圧を印加することによシ、
インク室１７の一方の壁を形成するシリコン板２はイン
ク室内方に撓みインクをノズル孔６１よシ押し出オ。（
ｙ、ｕ９ｐ□ｙＨｓＫＪ＆Ｄヶゆ、ゎえヶや　！チ千−
ブ６と接続されているインクタンクよシ補給されるが、
このインクの補給はノズル部のインクの表面張力による
。この様なインクの噴出原理に基づくヘッドを用いてプ
リンタを構成する場合、信頼性の向上を計るため、キャ
ップ装置、パージ装置、インク噴出異常検知装置が備え
られる。第１図に図示した実施例では、キャップとイン
ク噴出異常検知装置を一体化している。非印字には第２
図で示される様にキャップ９がノズル孔６１を覆うよう
にヘッド３０の端面に密着している。この時キャップ９
の内側は飽和蒸気圧の気体で満たされていれば、ノズル
内のインクが蒸発しにくく目詰まシが起きにくくなる。

第１図の様な装置でこの様な状態を作シ出すには、記録
終了時、ノズル孔６１をキャップ９で覆った直後にノズ
ル孔６１よシインクをキャップ内に噴出すればよい。

キャップ９の内部には検知電極１０が取シ付けられてい
る。この検知電極１０にノズル孔６１から噴出したイン
ク粒子６２が衝突すると電流検出回路１８に電流が流れ
、この回路１８はインク粒子６２の噴出を検出したこと
をプリンタのコントローラに伝える。インクを帯電する
方法としては図示した様にシリコン基板２をスイッチ７
を介してｔ源８に接続して電圧を印加すればよい。スイ
ッチ７の開閉はプリンタのコントロー２で制御される。

非導伝体で構成されたヘッドの場合は、インクタンクか
らノズルに到るインク流路壁の一部を電極で構成する。

１２ｉ吸引ポンプであシ、キャップ９内に噴出されたイ
ンクはチューブ１１を通シ廃液溜１３に導かれる。キャ
ップ９の移動はコントローラで制御される。第１図の実
施例は。

電磁石１４とバネ部材２０でキャップ９を移動させる構
成である。図示状態ではスイッチ１６が閉じられておシ
、電磁石１４に電流が流れキャップ９に取シ付けられた
磁性体１５が電磁石に引き寄せられ、キャップ９がヘッ
ド３０から離れている。

この時バネ部材２０は圧縮されている。スイッチ１７が
開くと電磁石１４の磁力は無くなシ圧縮されたバネ部材
２０が元に戻ろうとする力でキャップ９をヘッド３０の
端面に押し付は第２図の状態になる。以上の様な方法で
なくても、例えばモータによるキャップの移動など様々
な方法でキャツプ９を移動させることができるＵまたス
イッチ７と１６の開閉はマニュアル操作で行っても差し
つかえない。

キャップ９の内部の構造を第４図および第５図に示す。

図中２１はキャップ９の内壁の一部を示している。２２
は第１図には示されていないシールド電極でｓｂ、ノズ
ル孔６１内の帯電インクによる誘導電流が電流検出回路
に流れるのを防ぐ。

検知電極１０からのり−ドａ６３はキャップ９を構成す
る壁の一部（第５図では参照符号２１を付した部材）を
貫通してキャップ９の外部に導き出されるが、キャップ
の気密性を十分に保つため、リード線導出のために設け
た穴は樹脂などでふさいでおく必要がある。第５図の様
に帯電した粒子が検知電極１０に直接衝突しなくても検
知電極の近くを通過する時に生じる誘導電流を検出する
様にしても良い。また既に知られている第６図に示され
る検知装置をそのままキャップの中に組み込んでもよい
。２３は帯電々極であシ、第６図の場合、ノズルよシ噴
出された粒子は負の電荷が帯電する。

以上説明に用いた実施例による粒子噴出異常の検知シー
ケンスについて説明する。

非印字状態から印字を開始する時には、第１図で示され
る如く、キャップ９がノズル孔６１を覆っている。まず
この状態でスイッチ１６を閉じキャップ９をヘッド３０
から離し、次にスイッチ７を閉じインクを帯電する。電
気機械変換素子４を駆動してノズル孔６１よシ荷電粒子
を噴出する。

正常に噴出している場合には電流検出回路１８に電流が
流れ、コントローラは粒子が正常に噴出していることを
確認する。粒子が正常に噴出しない場合には、電気機械
変換素子４を駆動してから所定時間経過しても電流検出
回路１８には電流が流れず、コントローラは粒子が正常
に噴出していないことを知る。噴出異常を検出したコン
トローラはスイッチ７及び１６を開きインクの帯電を止
め、キャップ９で再びノズル孔６１を覆いパージ動作を
開始する。

パージの方法としては、第１図には示されていない加圧
機構で加圧インクをヘッド３０に供給しノズル孔６１よ
シ噴出異常の原因である気泡やノズル孔６１付近のゴミ
等を押し流す。キャップ９内に押し流されたインクやゴ
ミは吸引ポンプ１２によシ廃液溜に導かれる。加圧機構
を用いなくとも吸引ポンプ１２によシキャップ９内を減
圧して、ノズル孔６１内の気泡やゴミをキャップ内に吸
い取ることができる。この時電気機械変換素子４をある
周波数で駆動すると気泡等の除去が容易になることがあ
る。パージ動作を終了した後再び前述の噴出異常検知動
作に入る。この動作を粒子が正常に噴出するまで繰夛返
すが、所定の回数だけ行っても正常に噴出しない場合は
アラーム等で噴出異常回復不能をオペレータに知らせる
。

噴出異常検知は、キャップ９でノズル孔６１を覆ったま
まで行っても良いが、この時シリコン板とシールド電極
や検知電極がインク等で短絡しないような手段が必要で
ある。第３図に示すように、キャップ９の先端に堰９ａ
を設けることによシこの１的が達成される。

印字中においても、インク噴出異常が発生する場合があ
る。振動やインクの温度変化等によ多発生する気泡が原
因である。従って印字中においてもある一定時間毎、伺
行かの印字を行う毎、或は何文字かの印字を行うたびご
とに、印字を中断しヘッド３０をキャップ９に対向する
位置まで移動して噴出異常検知を前述のシーケンスに基
づき行うことが考えられる。印字中は第・１図のスイッ
チ１６は開いていても閉じていてもどちらでも良いが、
スイッチ７は噴出異常検知が終了すれば開いておくのが
好ましい。印字中スイッチ１６が開いている場合には、
ヘッド３０が噴出異常検知のため所定の位置に来るまで
の適当なタイミングでスイッチ１６を閉じ、所定の位置
に来た時には第２図の状態になるようにする。

さて、１つのヘッドに複数個のノズル孔が形成されてい
る場合は、全てのノズル孔からインクを同時に噴出して
、その時に流れる電流の量がある定められた電流よシ少
い場合に、いずれかのノズル孔に噴出異常があると考え
ることができる。この方法によれば一つ一つのノズル孔
をＩＩＩＫチェックするよシ検知時間が短くてすむ。し
かし第７図に示される様なヘッド３０、即ち例えば１つ
のヘッド３０のノズルにシアン、マゼンタ、イエロー。

ブラックの４種類のインクを供給しカラー印字を行うこ
とを目的としたヘッドの場合、前述の様に、全てのノズ
ル孔から同時にインクを噴出することは好ましくない。

何色のインクのノズル孔に噴出異常があるかわからない
と、異常のないノズルのインクまでパージで浪費するこ
とになるからである。例えばシアンのインクを噴出する
ノズル孔にだけ異常があることがわかれば、パージで消
費するインクはシアンだけでよい。そのため１本１本の
ノズルを順に検知していたのでは時間がかかるため、第
７図で示される様に、検知電極１０と電流検出回路１８
を４組設け、各ノズル孔から同時にインクを噴出して所
定の電流が流れた場合に、電流検出回路１８はラッチ２
４の対応するビットをセットする様にする。コントロー
ラはラッチ２４の各ビットをチェックしセットされてい
ないビットに対応するノズル孔に噴出異常があったとと
を知る。ラッチ２４は噴出異常検知を行う前にリセット
されていなければならないことは言うまでもない。例え
ばプリンタの電源投入時とコントローラがラッチ２４を
チェックした後にリセットすればよい。第７図で示した
検知電極１０をキャップ９と第１図に示した様に一体的
に構成するととは困確なことではない。ただ、電極間の
インクによる短絡が起きない様な構造を必要とすること
は言うまでもない。

第７図では各色１本のノズル孔しかない例を示したが、
各色０本のノズルが成る場合には、図の電極１０と電流
検出回路１８の組をノズル孔の数たけ設ければ、全ての
ノズルの噴出異常検知が同時に行える。また、ｇ７図の
様にｉｌｆ極１０と電流検出回路１８の組をインクの色
の数だけ設けておいて、同一色のノズル孔については順
次検知を行うとか、全てのノズル孔から同時にインクを
噴出１．１エヵ１．１あ、８□あ、−オ。０．ヮよ７．
）流れないと、０本のうちいずれかのノズル孔に噴出異
常があったとみなす等の方法が考えられる。

この様な検知手段を具備した場合、各々のインクを独立
にパージできる機構がなければ、異常のあったノズル孔
から噴出されるインクだけをパージで消費することは不
可能で全てのインクを消費することになるが、検知時間
は短くすることができる。

以上の実施例ではキャップ９内に検知電極１０を設けた
が、検知電極１０そのものをキャップ９とする場合は本
発明の他の実施例となる。噴出異常検知の場合はキャッ
プ９はノズル孔からある距離をおいて置かれるが、印字
終了後には検知電極１０がノズル孔を密閉しキャップの
役割を果たす。

第８図（ａ）、　（ｂ）にこの例を示す。

またカムの様な回転体のめる面に検知電極を取り付け、
他の面にキャンプ部材を設けて置けば、回転の角度によ
り、キャップ部材をノズル端面に密着させたり、ある距
離を置いて検知電極をノズルと対向させることも可能で
ある。

本実施例による効果を第９図を用いて説明する。

従来のプリンタには、噴出異常検知装置５３とパージに
よシ噴出したインクを処理する手段５０（第１図の実施
例のキャップ９、吸引ポンプ１２、廃液溜１３等からな
る手段）を別々に設けていたため、異常検知の結果パー
ジ動作が必要であることがわかれば、ヘッド３０をイン
ク処理手段５０まで移動してパージを行い、その後再び
噴出異常検知装置９までヘッド３０を移動して検知を行
う必要がある。即ち従来の方法では検知、パージを連続
して行えず、その間にヘッド３０の移動と言う動作が必
要であったが、本実施例によれば、噴出異常検知装置９
とインク処理手段５０が一体化されているので、検知、
パージの動作をヘッド３０の移動を伴わずに行えるため
、異常復帰処理の時間短縮、検知シーケンスの単純化、
ヘッド移動のための電力の節約等の効果がある。しかも
インク処理手段５０と噴出異常検知装置５３を並べて独
立に配列する必要がないのでスペースが節減できる。

・〔発明の効果〕 以上のように、本発明は、インク滴の噴出異常を検知す
る手段を実現する装置の構成要素の少なくとも一部を非
印字時にノズル孔を覆うキャップ装置と一体的にしたこ
とによシ、ノズルヘッドの無駄な移動を不要とし、且つ
部品配列スペースを節減できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すインク滴噴出装置の縦
断側面図、第２図はその要部の動作状態説明図、第３図
はキャップの変形例を示す縦断側面図、第４図〜第６図
は検出機構の斜視図、第７図は複数ノズルの検出回路図
、第８図（ａ）、　（ｂ）は他の実施例の要部縦断面図
、第９図は従来のプリンタの構成を示す斜視図である。 ３０・・・印字ヘッド、９・・・キャップ、１２・・・
吸引ポンプ、１３・・・廃液溜、１０・・・検知電極、
１８・・・電流検出回路、３・・・絶縁層、５・・・チ
ューブ接続管、８・・・電源、１９・・・キャップ支持
部材、５１・・・印字用紙、５２・・・プラテン、６１
・・・ノズル孔。 代理人　弁理士　高橋明夫 ｑｍ 、９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　インク滴を噴出するノズル孔を非印字時に覆うキ
   ャップ装置と、インク滴の噴出異常を検知する手段を備
   えたインク滴噴射装置において、インク滴の噴出異常を
   検知する手段を実現する装置の構成要素の少なくとも一
   部が前記キャップ装置と一体的に構成されていることを
   特徴とするインク滴噴射装置。 ２　前記キャップ装置と一体的に構成される前記インク
   滴噴出異常検知装置の構成要素が、インク滴を帯電する
   帯電々極、帯電したインク滴が衝突或は通過することに
   よシ、正常にインク滴が噴出していることを検知する検
   知電極、及び定電位の与えられたシールド電極のうちの
   少くとも１つの電極であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のインク滴噴射装置。